Stampa 3D

La Stampa 3D (o 3D printing) costituisce una delle principali innovazioni in ambito tecnologico del Terzo Millennio, permettendo l’evoluzione della stampa bidimensionale (a laser o getto d’inchiostro) verso un vero e proprio strumento di (ri)produzione additiva di massa.

Le tecnologie di stampa 3D consentono di produrre prototipi e riproduzioni tridimensionali fedeli di un modello digitale in 3D realizzato con un software CAD/CAM o scansionato con appositi apparecchiature laser, attraverso la sovrapposizione ordinata di strati (0,05-0,1 mm) di polimeri condensati. L’oggetto virtuale (il file) viene suddiviso in porzioni trasversali di pari altezza, e inviate successivamente alla stampante 3D che procede alla loro riproduzione attraverso l’utilizzo di materiali di natura differente.

Sempre più economiche e performanti, le stampanti 3D stanno entrando sempre più massicciamente a far parte dei processi creativi e produttivi delle piccole e medie imprese di tutto il mondo, non soltanto nell’ambito della prototipazione rapida, ma anche nei settori della progettazione industriale, dell’ingegneria edile, automobiilistica e aerospaziale, del design e dell’architettura, dell’arte e del design, dell’abbigliamento, della gioielleria, della medicina e della ricerca scientifica.

Nuovi modelli di prossima commercializzazione inoltre fanno prevedere una rapida diffusione della tecnologia di stampa 3D anche sul grande pubblico, nell’ambito dell’uso domestico e hobbystico.

Tecnologie disponibili

L’offerta di tecnologie di stampa 3d risulta al momento piuttosto variegata, sulla base delle differenti caratteristiche dei polimeri adottati come base di costruzione delle porzioni: alcune di esse - come il Fused Deposition Modeling (FDM), in cui un ugello deposita il polimero fuso stratificandolo in base al modello su una struttura di supporto si affidano a materiali granulari che si fondono unendosi in un unico oggetto al termine del processo di riproduzione.

La tecnica della stereolitografia (SLA) o fusione selettiva adottata dagli approcci del Selective Laser Sintering (SLS) e del Direct Metal Laser Sintering (DMSL) – che utilizza polimeri metallici – mantiene inoltre il materiale granulare non sinterizzato dal laser utilizzandolo come supporto del modello in fase di riproduzione, riducendo l’ausilio di sostegni temporanei.

Altre tecnologie disponibili utilizzano invece polimeri liquidi successivamente induriti, come nel caso del Digital Light Processing o DLP sviluppato da Stratasys (es: ZBuilder Ultra), in cui una vasca di polimeri liquidi è esposta gradualmente alla luce di uno speciale proiettore DLP in condizioni di luce inattinica, consentendo la rapida solidificazione dell’oggetto; il polimero liquido in eccesso viene poi espulso alla fine del processo di stampa. Un ulteriore tecnica consiste nella  Laminated Object Manufacturing (LOM), che adotta un sistema di laminazione per ottenere sottili strati di materiale successivamente sezionati e uniti.

La stampa 3D a getto di inchiostro permette inoltre di ottenere oggetti tridimensionali a colori tramite la sovrapposizione di polimeri granulari colorati attraverso la testina, consentendo di ottenere un elevato dettaglio di finitura in tempi relativamente rapidi.

Le porzioni di oggetti particolarmente sottili (al di sotto dei 100 nm) possono infine essere stampate attraverso la tecnica della fotopolimerizzazione a due fotoni, in cui l’oggetto 3D viene evidenziato da un raggio laser all’interno di una base di gel, che solidifica al contatto del raggio grazie alla natura non lineare della fotoeccitazione.

Tecnologie e Polimeri per la Stampa 3D (Fonte: Wikipedia)

Tecnologie e Polimeri per la Stampa 3D (Fonte: Wikipedia)

Ogni tecnologia di stampa 3D sopra citata offre vantaggi ed inconvenienti, incidendo considerevolmente in termini di costi della stampante, opzioni di stampa disponibili (colori, formati, materiali, risoluzione, livello di finitura), costi di stampa e dei relativi consumabili, velocità di riproduzione, etc…

Applicazioni

Adottate già con grande successo nell’ambito della prototipizzazione rapida, della rapid manufacturing e della produzione di massa personalizzata (custom production), le moderne tecnologie di 3D Printing prevedono innumerevoli applicazioni, nei settori più disparati:

  • Disegno, prototipizzazione e produzione industriale
  • Ingegneria civilistica, navale, aerospaziale
  • Architettura (vedi Villa Asserbo, in Danimarca, a 60 Km a Nord da Copenaghen)
  • Design
  • Arte
  • Abbigliamento
  • Gioielleria
  • Oggettistica
  • Arredamento
  • Alimentazione
  • Medicina
  • Robotica
  • Istruzione accademica
  • Indagini e ricerche scientifiche (paleontologia, criminologia, archeologia, geologia, biologia, medicina, etc …)
  • Uso domestico

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Fonti e link utili

  • http://it.wikipedia.org/wiki/Stampa_3D
  • http://en.wikipedia.org/wiki/3D_printing
  • http://www.explainingthefuture.com/3dprinting/index.html